伺服电机不能忽略的21个问题

  工业机器人电动伺服系统的一般结构为三个闭环控制，即电流环、速度环和位置环。正常的情况下，对于交流伺服驱动器，可通过对其内部功能参数进行人工设定而实现位置控制、速度控制、转矩控制等多种功能。

  答：主要视具体应用情况而定，简单地说要确定：负载的性质（如水平还是垂直负载等），转矩、惯量、转速、精度、加减速等要求，上位控制要求（如对端口界面和通讯方面的要求），主要控制方式是位置、转矩还是速度方式。供电电源是直流还是交流电源，或电池供电，电压范围。据此以确定电机和配用驱动器或控制器的型号。

  答：根据电机的电流，配用大于或等于此电流的驱动器。若需要低振动或高精度时，可配用细分型驱动器。对于大转矩电机，尽可能用高电压型驱动器，以获得良好的高速性能。

  答：2相电机成本低，但在低速时的震动较大，高速时的力矩下降快。5相电机则振动较小，高速性能好，比2相电机的速度高30~50% ，可在部分场合取代伺服电机。

  有刷电机成本低，结构相对比较简单，启动转矩大，调速范围宽，控制容易，要维护，但维护方便（换碳刷），产生电磁干扰，对环境有要求。因此它能够适用于对成本敏感的普通工业和民用场合。

  无刷电机体积小，重量轻，出力大，响应快，速度高，惯量小，转动平滑，力矩稳定。控制复杂，容易实现智能化，其电子换相方式灵活，可以方波换相或正弦波换相。电机免维护，效率很高，运行温度低，电磁辐射很小，长寿命，可用在所有环境。

  交流伺服电机也是无刷电机，分为同步和异步电机，目前运动控制中一般都用同步电机，它的功率范围大，能做到很大的功率。大惯量，最高转动速度低，且随着功率增大而快速降低。因而适合做低速平稳运行的应用。

  1） 电源电压是否合适（过压很会造成驱动模块的损坏）；对于直流输入的 +/- 极性一定不可以接错，驱动控制器上的电机型号或电流设定值是否合适（开始时不要太大）；

  2） 控制信号线接牢靠，工业现场最好要考虑屏蔽问题（如采用双绞线） 不要开始时就把需要接的线全接上，只连成最基本的系统，运行良好后，再逐步连接。

  5） 开始运行的半小时内要密切观察电机的状态，如运动是不是正常，声音和温升情况，察觉缺陷立即停机调整。

  7.步进电机启动运行时，有时动一下就不动了或原地来回动，运行时有时还会失步，是什么问题？

  1）电机力矩是否足够大，能否带动负载，因此我们一般推荐用户选型时要选用力矩比实际需要大 50%~100% 的电机，因为步进电机不能过负载运行，哪怕是瞬间，都会造成失步，严重时停转或不规则原地反复动。

  2）上位控制器来的输入走步脉冲的电流是否够大（一般要>

  10mA ），以使光耦稳定导通，输入的频率是否过高，导致接收不到，如果上位控制器的输出电路是CMOS 电路，则也要选用 CMOS 输入型的驱动器。微信号技成培训值得你关注。

  3）启动频率是否太高，在启动程序上是否设置了加速过程，最好从电机规定的启动频率内开始加速到设定频率，哪怕加速时间很短，否则可能就不稳定，甚至处于惰态。

  4）电机未固定好时，有时会出现此状况，则属于正常。因为，实际上此时造成了电机的强烈共振而导致进入失步状态。电机必须固定好。

  可以的，也较为方便，只是速度问题，用于对响应速度要求不太高的应用。如果要求快速的响应控制参数，最好用伺服运动控制卡，一般它上面有DSP和高速度的逻辑处理电路，以实现高速高精度的运动控制。如 S 加速、多轴插补等。

  一般建议还是不要，特别是大力矩电机，除非选用比需要的功率大一倍以上的开关电源。因为，电机工作时是大电感型负载，会对电源端形成瞬间的高压。而开关电源的过载性能不好，会保护关断，且其精密的稳压性能又不需要，有时会造成开关电源和驱动器的损坏。可以用常规的环形或R 型变压器变压的直流电源。

  11.有一个的伺服电机带编码器反馈，可否用只带测速机口的伺服驱动器控制？

  禁止拆开，因为码盘内的石英片很容易破裂，且进入灰尘后，寿命和精度都将没办法保证，要专业人员检修。

  不要，最好让厂家去做，拆开后没有专业设备很难安装回原样，电机的转定子间的间隙没办法保证。磁钢材料的性能被破坏，甚至造成失磁，电机力矩大大下降。

  原则上是可以的，但要搞清楚电机的技术参数后才能配用，否则会大幅度的降低应有的效果，甚至影响长时间运行和寿命。最好向供应商咨询后再决定。

  正常来说这不是问题，只要电机在所设定的速度和电流极限值内运行。因为电机速度与电机线电压成正比，因此选择某种电源电压不可能会引起过速，但有几率发生驱动器等故障。

  此外，一定要保证电机符合驱动器的最小电感系数要求，而且还要确保所设定的电流极限值小于或等于电机的额定电流。

  事实上，如果你能在你设计的装置中让电机跑地比较慢的话 ( 低于标称电压 ) ，这是很好的。

  以较低的电压 ( 因此比较低的速度 ) 运行会使得电刷运转反弹较少，而且电刷 / 换向器磨损较小，比较低的电流消耗和比较长的电机寿命。

  另一方面，如果电机大小的限制和性能的要求需要额外的转矩及速度，过度驱动电机也能的，但会牺牲产品的使用寿命。

  推荐选择电源电压值比最大所需的电压高 10%-50% 。此百分比因 Kt， Ke， 以及系统内的电压降而不同。驱动器的电流值应该足够传送应用所需的能量。记住驱动器的输出电压值与供电电压不同， 因此驱动器输出电流也与输入电流不相同。为确定合适的供电电流，需要计算此应用所有的功率需求，再增加 5% 。按 I = P/V 公式计算即可得到所需电流值。

  推荐选择电源电压值比最大所需的电压高 10%-50% 。此百分比因 Kt， Ke， 以及系统内的电压降而不同。驱动器的电流值应该足够传送应用所需的能量。记住驱动器的输出电压值与供电电压不同， 因此驱动器输出电流也与输入电流不相同。为确定合适的供电电流，需要计算此应用所有的功率需求，再增加 5% 。按 I = P/V 公式计算即可得到所需电流值。

  a. 如果在交流电源和驱动器直流总线（如变压器）之间没有隔离的话，不要将直流总线的非隔离端口或非隔离信号的地接大地，这有几率会使设备损坏和人员伤害。因为交流的公共电压并不是对大地的，在直流总线地和大地之间可能会出现很高的电压。

  b. 在多数伺服系统中，所有的公共地和大地在信号端是接在一起的。多种连接大地方式产生的地回路很容易受噪音影响而在不同的参考点上产生流。

  c. 为了保持命令参考电压的恒定，要将驱动器的信号地接到控制器的信号地。它也会接到外部电源的地，这将影响到控制器和驱动器的工作（如：编码器的5V电源）。

  d.屏蔽层接地是很难的，有几种方法。正确的屏蔽接地处是在其电路内部的参考电位点上。这个点取决于噪声源和接收是否同时接地，或者浮空。要确保屏蔽层在同一个点接地使得地电流不会流过屏蔽层。

  如果考虑到电机产生的经过减速器的最大连续转矩，许多减速比会远超于减速器的转矩等级。

  如果我们要设计每个减速器来匹配满转矩，减速器的内部齿轮会有太多组合 ( 体积较大、材料多 ) 。

  选择致动执行器类产品关键要看您对运动参数有咋样的要求，能够准确的通过您需要的应 用来确定具体运动参数等技术条件，这些参数要符合您的实际要，既要满足应用要求并留有余地，也不要提得太高，否则其成本可能会数倍于标准型产品。举例来说，如果0.1mm精度够用的线mm的参数。其它如负载能力、速度等也是如此。

  另外一个给用户的选型建议是，如果不是必须，推拉力或负重、速度、定位精度这三个主要参数不要同时要求很高，因为致动执行器是一个高精度高技术的机电一体化产品，我们在设计制造时需要从机械结构、电气性能、材料特性、材质和处理方法等多方面考虑并选择相应的组成电机、驱动控制器和反馈装置，以及不同精度等级的导轨、丝杆、支撑座和其它机械系统，使之达到需要的整体运动参数，可谓牵一发动全身的产品。当然，您有高要求的产品需要，我们仍旧是能够完全满足，只是成本会相应的提高。

  4~20ma电流环工作原理 在工业现场,用一个仪表放大器来完成信号的调理并进行长线传输,会产生以下问题：第一,由于传输的信号是电压信号,传输线会受到噪声的干扰;第二,传输线的分布电阻会产生电压降;第三,在现场如何提供仪表放大器的工作电压也是个问题。 未解决以上问题和避开相关噪声的影响,我们用电流来传输信号,因为电流对噪声并不敏感。4～20ma的电流环便是用4ma表示零信号,用20ma表示信号的满刻度,而低于4ma高于20ma的信号用在所有故障的报警。 4～20ma电流环有两种类型：二线制和三线制。当监控系统要通过长线驱动现场的驱动器件如阀门等时,一般都会采用三线制变送器,这里xtr位于监控的系统端,由系统直接向xtr供电

  随着现代电机技术、现代电力电子技术、微电子技术、永磁材料技术、交流可调速技术及控制技术等支撑技术的加快速度进行发展，使得永磁交流伺服技术有着长足的发展。永磁交流伺服系统的性能日渐提高，价格趋于合理，使得永磁交流伺服系统取代直流伺服系统尤其是在高精度、高性能要求的伺服驱动领域成了现代电伺服驱动系统的一个发展的新趋势。永磁交流伺服系统具有以下等优点： 电动机无电刷和换向器，工作可靠，维护和保养简单； 定子绕组散热快； 惯量小，易提高系统的快速性； 适应于高速大力矩工作状态； 相同功率下，体积和重量较小，广泛的应用于机床、机械设备、搬运机构、印刷设备、装配机器人、加工机械、高速卷绕机、纺织机械等场合，满足了

  随着全数字式交流伺服系统的出现，交流伺服电机也慢慢变得多地应用于数字控制系统中。为了适应数字控制的发展趋势，运动控制系统中大多采用步进电机或全数字式交流伺服电机作为执行电动机。 步进电机作为一种开环控制的系统，和现代数字控制技术有着本质的联系。在目前国内的数字控制系统中，步进电机的应用十分广泛。随着全数字式交流伺服系统的出现，交流伺服电机也慢慢的变多地应用于数字控制管理系统中。为了适应数字控制的发展的新趋势，运动控制管理系统中大多采用步进电机或全数字式交流伺服电机作为执行电动机。虽然两者在控制方式上相似（脉冲串和方向信号），但在使用性能和应用场合上存在着较大的差异。现就二者的使用性能作一比较。   一、控制精度不同   两

  伺服电机是否需要搭配行星减速机，那么在生产中如何根据伺服电机来配合减速机呢？ 1：速比 减速机的减速比大致选择电机额定转速除以最终输出转速的得数。比如需要最终输出的转速是200RPM，电机的额定转速是3000RPM，那么减速机的速比以1：15左右为佳。最终输出转速的高低取决于工况需要。 2：扭矩 减速机的额定扭矩要大于等于电机额定扭矩乘以减速比的得数。假设电机额定扭矩为10N.M，减速比为15，那么所选择的减速机型号的额定扭矩要大于10*15=150N.M。 3：精度 减速机的回程间隙（背隙、间隙或称回转间隙）视具体工作要求，一般来说配合伺服电机使用的间隙不要大于20arcmin，单级减速能做到小于等于3arcmin的

  来配合减速机 /

  0 引 言 在印刷机械行业中，多电机的同步控制是一个非常重要的问题。由于印刷产品的特殊工艺要求，尤其是对于多色印刷，为了保证印刷套印精度（一般≤0.05 mm），要求各个电机位置转差率很高（一般≤0.02%）。在传统的印刷机械中，以往大都采用以机械长轴作为动力源的同步控制方案，但机械长轴同步控制方案易出现振荡现象，各个机组互相干扰，而且系统中有许多机械零件，不方便系统维护和使用。随着机电一体化技术的发展，现场总线技术不断应用到各个领域并得到了广泛的应用。本文针对机组式印刷机械的同步需求，提出了一种基于CAN现场总线的同步控制解决方案，并得以验证。 1 无轴传动印刷机控制管理系统的同步需求 机组式卷筒印刷机一般由给纸机组、

  变频调速在控制中的应用愈来愈广泛，传统的变频调速控制是用普通的单片机系统来实现，电路复杂、编程麻烦，本系统采用C504专用控制单片机来实现变频调速。 1C504功能简述 C504是西门子公司的8Bit专用微控制器，它兼容51系列单片机，其显著特点是：具有一个专用于产生PWM信号的16位捕捉/比较单元(Capture/CompareUnit，简称CCU)，4个8Bit通用输入/输出口，其中P1口既可作为4路模拟输入，也可作为6路PWM输出，这就给变频调速控制提供了PWM波驱动信号，无需外加PWM波产生电路，或使用复杂的软件编程方式。 C504的PWM波产生原理是：通过向CCU中的周期寄存器、控制寄存器、方

  一.市场现状 目前，在一些定位精度或动态响应要求比较高的运动控制中，广泛使用数字式交流伺服系统。这种伺服系统的驱动器对电机轴后端部的光电编码器进行位置采样，在驱动器和电机之间构成位置和速度的闭环控制管理系统。其位置控制分辨高，可靠性好，已成为伺服系统的发展的新趋势。 定长控制广泛应用在轧钢生产中，其控制性能的优劣直接影响着产品的质量。目前大多数老的生产线还是采用传统的直流伺服控制，但在新的生产线尤其是对生产效率和产品精度要求较高的场合广泛使用数字式的交流伺服系统，其优越的性能已在生产中得到了充分的体现. 1.系统组成 开卷较平横切机组是一种常用的板金设备，通常它将0.2mm～4mm的金属卷材按照用户的要求横切成板材

  一、 PID回路控制概述 PID控制器是应用最广泛的闭环控制器，它根据给定值与被控实测值之间的偏差；按照PID算法计算出控制器的输出量，控制执行机构进行调节，使被控量跟随给定量变化，并使系统达到稳定；自动消除各种干扰对控制过程的影响。其中PID分别表示比例、积分和微分 S7-200 SMART中PID功能实现方式有以下三种： PID指令块：通过一个PID回路表交换数据，只接受0.0 - 1.0之间的实数（实际上就是百分比）作为反馈、给定与控制输出的有效数值。 PID向导：方便地完成输入/输出信号转换/标准化处理。PID指令同时会被自动调用。 根据PID算法自己编程 S7-200 SMART CPU最多可以支持8个PID

  原理 /

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